Plan de leçon | Plan de leçon Tradisional | Électricité : Première loi d'Ohm

Objectifs

Durée: 10 - 15 minutes

Cette phase a pour but de clarifier aux élèves les objectifs du cours en posant les bases de la relation entre courant, tension et résistance. En énonçant précisément ces objectifs, chacun sait ce qu'il doit maîtriser et sera en mesure d'appliquer ces notions dans des situations pratiques, ce qui facilitera la compréhension et la résolution de problèmes liés à la première loi d'Ohm.

Objectifs Utama:

1. Comprendre le lien entre le courant, la tension et la résistance dans un conducteur.

2. Utiliser la première loi d'Ohm pour résoudre des problèmes concrets.

3. Saisir la formule I = V/R et son application dans les circuits électriques.

Introduction

Durée: 10 - 15 minutes

Cette introduction vise à capter l'attention des élèves dès le début en illustrant concrètement l'importance de la matière. En proposant un contexte quotidien et quelques anecdotes, les élèves pourront faire le lien entre la théorie et leur expérience personnelle, ce qui facilitera la compréhension et la mémorisation des concepts abordés.

Le saviez-vous ?

Saviez-vous que c'est en 1827 que Georg Simon Ohm a formalisé la première loi d'Ohm ? Il a découvert que le courant qui traverse un conducteur est proportionnel à la tension appliquée, et que cette relation est inversement liée à la résistance du matériau. Autrement dit, lorsque la tension augmente, le courant augmente également, tandis qu'une hausse de la résistance provoque une diminution du courant. Ce principe est à la base du fonctionnement de la plupart des appareils électroniques que nous utilisons aujourd'hui !

Contextualisation

Avant d'entrer dans le vif du sujet concernant l'électricité et la première loi d'Ohm, il est essentiel de se rendre compte de l'importance de ce thème dans notre quotidien. Réfléchissez au nombre d'appareils électriques que vous utilisez chaque jour : le téléphone que vous chargez le soir, l'ampoule qui éclaire votre chambre, ou encore le bus électrique que vous pourriez prendre pour vous rendre à l'école. Tous ces dispositifs reposent sur des principes fondamentaux de l'électricité, et plus particulièrement sur les lois qui régissent le comportement du courant dans différents matériaux. Aujourd'hui, nous allons explorer la première loi d'Ohm, pilier pour comprendre le fonctionnement de circuits électriques simples.

Concepts

Durée: 50 - 60 minutes

L'objectif ici est d'approfondir la compréhension de la première loi d'Ohm chez les élèves en abordant systématiquement les concepts de courant, tension et résistance. En passant en revue chaque notion et en résolvant ensemble des problèmes pratiques, les élèves apprendront à appliquer les théories à des situations réelles, consolidant ainsi leurs acquis et améliorant leur capacité à résoudre des problèmes liés à l'électricité.

Sujets pertinents

1. Concept de courant électrique : Définir le courant électrique comme le flux d'électrons qui circule dans un conducteur, mesuré en ampères (A). Expliquer comment ce flux est généré et comment il se comporte selon les matériaux traversés.

2. Tension électrique : Présenter la tension comme la différence de potentiel entre deux points, mesurée en volts (V). Montrer comment elle provoque le déplacement des électrons dans un circuit.

3. Résistance électrique : Expliquer que la résistance correspond à la difficulté pour le courant de circuler, mesurée en ohms (Ω). Discuter de l'influence de la nature du matériau, de la longueur et de la section du conducteur sur cette résistance.

4. Première loi d'Ohm : Introduire la formule I = V/R pour illustrer la relation entre courant, tension et résistance. Utiliser des exemples concrets afin de démontrer son application dans des circuits simples.

5. Exemples et résolution de problèmes : Proposer des exercices détaillés mettant en œuvre la première loi d'Ohm. Résoudre les problèmes étape par étape en mettant en lumière chaque phase du calcul et l'utilisation de la formule I = V/R.

Pour renforcer l'apprentissage

1. 1. Une résistance de 10 Ω est connectée à une source de tension de 20 V. Quel est le courant traversant la résistance ?

2. 2. Si une ampoule ayant une résistance de 5 Ω est alimentée par un courant de 2 A, quelle tension se trouve appliquée à cette ampoule ?

3. 3. Un fil en cuivre présente une résistance de 8 Ω et un courant de 3 A le traverse. Quelle est la tension aux bornes du fil ?

Retour

Durée: 20 - 25 minutes

L'objectif de cette partie est de revisiter et consolider les notions abordées durant la leçon. En discutant en détail des solutions apportées aux exercices et en engageant les élèves avec des questions ouvertes, on s'assure qu'ils assimilent bien les concepts de la première loi d'Ohm, favorisant ainsi un apprentissage approfondi et durable.

Diskusi Concepts

1. Question 1 : Une résistance de 10 Ω est connectée à une source de tension de 20 V. Quel est le courant traversant cette résistance ? 2. Explication : D'après la première loi d'Ohm, I = V/R. En remplaçant par les valeurs, soit I = 20 V / 10 Ω = 2 A. On en déduit que le courant est de 2 ampères. 3. Question 2 : Si une ampoule, avec une résistance de 5 Ω, est alimentée par un courant de 2 A, quelle est la tension appliquée ? 4. Explication : En appliquant la formule V = I × R, nous obtenons V = 2 A × 5 Ω = 10 V. La tension sur l'ampoule est donc de 10 volts. 5. Question 3 : Un fil de cuivre ayant une résistance de 8 Ω est parcouru par un courant de 3 A. Quelle tension observe-t-on aux extrémités du fil ? 6. Explication : En utilisant encore la loi d'Ohm (V = I × R), on trouve V = 3 A × 8 Ω = 24 V. Ainsi, la tension aux bornes du fil est de 24 volts.

Engager les étudiants

1. Que se passerait-il dans un circuit si l'on augmentait la résistance tout en maintenant la tension constante ? Expliquez en vous appuyant sur la première loi d'Ohm. 2. Comment peut-on utiliser la première loi d'Ohm pour calculer la résistance d'un circuit si l'on connaît le courant circulant et la tension ? Présentez un exemple. 3. Pourquoi est-il essentiel de comprendre la relation entre courant, tension et résistance dans nos appareils électroniques quotidiens ? Donnez quelques exemples concrets. 4. Quels facteurs peuvent modifier la résistance d'un matériau et comment ces changements influencent-ils l'application de la première loi d'Ohm ? 5. De quelle manière la première loi d'Ohm peut-elle être exploitée pour résoudre des problèmes dans des circuits plus complexes ? Proposez un exemple hypothétique et expliquez votre raisonnement.

Conclusion

Durée: 10 - 15 minutes

Cette étape finale a pour but de récapituler les points clés de la leçon et de renforcer la compréhension des élèves. En revenant sur les concepts essentiels et en discutant de leur application concrète, les élèves pourront mieux retenir les informations et les mettre en pratique.

Résumé

['Le courant électrique correspond au déplacement des électrons dans un conducteur, mesuré en ampères (A).', 'La tension est la différence de potentiel entre deux points, mesurée en volts (V).', "La résistance représente l'opposition au flux d'électrons, mesurée en ohms (Ω).", "La première loi d'Ohm, exprimée par I = V/R, lie ces trois grandeurs entre elles.", "Des exemples pratiques illustrent comment cette loi s'applique à des circuits simples."]

Connexion

Ce cours a permis de faire le lien entre la théorie et la pratique en expliquant en détail les notions de courant, de tension et de résistance, puis en appliquant ces concepts pour résoudre des problèmes réels grâce à la première loi d'Ohm. Cette approche renforce la compréhension de la manière dont la théorie s'articule pour résoudre des situations concrètes dans des circuits électriques simples.

Pertinence du thème

Maîtriser la première loi d'Ohm revêt une importance capitale dans la vie de tous les jours puisque c'est la base de fonctionnement de la plupart des appareils électroniques, de la recharge d'un téléphone au fonctionnement d'appareils électroménagers. Cette compréhension permet aux élèves d'appréhender et de résoudre des problèmes pratiques liés à l'électricité.